ELECTROMAGNETISMO UNIDAD #5

El experimento realizado por Faraday se compone de una bobina conectada a un interruptor de una batería. La bobina se enrolla alrededor de in anillo de hierro para intensificar el campo magnético producido por la corriente a través de ella.

Una 2da bobina a la derecha enrollada a la de hierro se conecta a un galvanómetro, no hay betería en el circuito secundario y la batería secundaria no está conectada al primario, el propósito del circuito es demostrar que se produce una corriente durante el cambio de campo magnético.

Cuando el interruptor del circuito se cierra o se abre repentinamente se mueve el galvanómetro, cuando se cierra la aguja se desvía en alguna dirección y luego regresa a 0 y cuando se abre la aguja se desvía en la dirección opuesta y vuelve a regresar a 0. Por último el galvanómetro registra el valor 0 cuando hay una corriente estable en el circuito primario.

Faraday concluyo que una corriente eléctrica puede producirse variando un campo magnético y una corriente no puede producirse mediante un campo magnético estable.

INDUCTANCIA

La inductancia es una medida de la oposición a un cambio de una corriente de un inductor o una bobina que almacena energía en presencia de un campo magnético. Se define como la relación entre el flujo magnético y la intensidad de la corriente eléctrica que circula por la bobina y el número de vueltas que da

Ley de inducción de Faraday

E= (-d φb)/dt

E= -N (dφb)/dt

B*A cos (theta)

AUTOINDUCTANCIA

La unidad de la inductancia es el Henry o Henrio, se representa con (L).

Las corrientes y FEM se inducen cen un circuito cuando el flujo magnético a través de este cambia con el tiempo, algunas consecuencias son el auto inductancia.

Auto inductancia: una corriente que varía en el tiempo en un conductor induce a este una FEM que se opone a la FEM externa que establece la corriente.

A medida de que la corriente aumenta con el tiempo, el flujo magnético a través del lazo también se incrementa con el tiempo. (Ley de Lens)

Ley de Lens: la dirección del campo eléctrico inducido en los alambres debe ser en la dirección opuesta de la corriente y esta FEM opuesta origina un aumento gradual en la corriente.

La FEM auto inducida siempre es proporcional a la tasa de cambio de corriente.

EL= -N (d φb)/dt = - L (d I/ dt)

Para bobina de N vueltas muy próximas entre sí.

L= N (φb/I)

INDUCTANCIA MUTUA

Es la magnitud física escalar, se define como el # de líneas de inducción magnética que atraviesan de forma perpendicular una determinada región.

La unidad de esta magnitud: B= (M0 N*I)/ l

L FEM auto inducida es proporcionar a la tasa de cambio de la corriente.

COMPORTAMIENTO DE VEI EN UN CIRCUITO RL CN CA

Circuito RL

Circuito que contiene una bobina, que puede ser solenoide, tiene una auoinductiancia que impide la corriente se incremente o decrezca instantáneamente.

Circuito RC

Cuando de cierra el interruptor, la carga comenzara a fluir produciendo una corriente en el circuito u el capacitos comenzara a cargarse.

CIRCUITO RL

Un circuito RL en serie con corriente alterna se crea una resistencia y (n) una bobina en serie. La corriente en ambos elementos es la misma.

Reactancia

Se denomina a la oposición ofrecida al paso de la corriente alterna por inductores (bobinas) o conductores y de mide en OHMNS (generalmente los circuitos con transistores y resistores no presentan reactancia)

XL = 2πFL

Acumula corriente por alguno de los elementos que contienen reactancia la energía se libera en forma de campo magnético en el caso de las bobinas o campo eléctrico

XC = 1/(2Πfc)

La reactancia Capacitiva (Xc) se opone al cambio de voltaje.

En A.c. la oposición a la corriente recibe el nombre de impedancia (z) medida en ohms.

Ley de Ohms I = V/Z

ENERGIA MAGNETICA

E-VR-VL=0

E= -IR-L (d i/dr) =0 Ley de lazos de K

Como la corriente aumenta, (d i/dr) es positiva por lo tanto EL es negativa debido a que hay una caída de potencia.

Ec. De la conservación de la Energia

IE = I2R + L*I (dI/dt)

UB = .5 L*I2 Energia cap= Q2/2c

APLICACIONES

El interruptor termo magnético es un aparato utilizado para la protección de los circuitos eléctricos contra cortos circuitos y sobrecargas.

El funcionamiento de este interruptor se basa en 2 de los efectos producidos por la circulación de corriente electro en un circuito: El magnético y el térmico.

El dispositivo conste de 2 partes:

Magnética.- Al circular corriente el electroimán crea una fuerza que mediante un dispositivo mecánico adecuado tiende a abrir un contacto, pero solo podrá abrirlo si la intensidad I que circula por la carga sobrepasa el límite de intervención fijado.

Térmico.- Está constituida por una lámina bimetrica que al calentarse por encima de determinado límite por efecto de la corriente que circula sobre ella, surge una deformación y pasa a una posición que activa el correspondiente dispositivo metálico.